ЖИДКОСТНАЯ ЭКСТРАКЦИЯ

Экстракция (жидкостная) — извлечение одного или нескольких растворенных веществ из одной жидкой фазы другой, практически не смешивающейся с первой.

Процесс широко используется для извлечения ценных продуктов из разбавленных растворов, а также для получения концентрированных растворов. Но главное, экстракцию следует рассматривать, наряду с ректификацией, как один из основных способов разделения жидких однородных смесей.

РЕКТИФИКАЦИЯ

ЭКСТРАКЦИЯ

L + M (разбавленный раствор) G + M(концентрированный раствор) GLM

Рис. 4.41.Принципиальная схема сочетания процессов экстракции и ректификации.

(G – экстрагент; M – распределяемое вещество; G + M –экстракт; L – рафинат)

В большинстве случаев экстракция используется в сочетании сректификацией. Пусть в растворителе Lрастворено распределяемое вещество М, и концентрация раствора (исходной смеси) незначительна. Можно подобрать второй растворитель G(экстрагент), которым можно экстрагировать распределяемое вещество Миз исходного раствора и получить концентрированный раствор распределяемого вещества в растворителе G + М(экстракт) и очищенный от распределяемого вещества растворитель L(рафинат). Поскольку расход тепла на ректификацию резко уменьшается с ростом концентрации исходного вещества в разделяемой смеси, предварительное экстрагирование позволяет значительно сократить затраты тепла на разделение исходной смеси. Принципиальная схема сочетания процессов экстракции и ректификации показана на рис. 4.41.

Для регенерации экстрагента вместо ректификации иногда используют простую перегонку с водяным паром, выпаривание, вторичную экстракцию (реэкстракцию), реже – кристаллизацию и химическую очистку.

Влияние температуры.В большинстве случаев взаимная растворимость компонентов с увеличением температуры повышается и область существования гетерогенных двухфазных систем уменьшается.

Влияние давления. Изменение растворимости малорастворимых жидкостей, вызванное изменением внешнего давления, невелико и в большинстве случаев им можно пренебречь.

Принципиальные схемы экстракции. В химических производствах используются преимущественно следующие схемы экстракции: однократная экстракция, многократная экстракция с перекрестным током растворителя, многократная экстракция с противотоком растворителя, непрерывная противоточная экстракция, ступенчатая противоточная экстракция.

Рис. 4.42. Схема однократной экстракция, проводимой периодическим (а) или непрерывным (б) способом.

Однократная экстракция. Однократная экстракция может быть проведена периодическим или непрерывным способом. Схема однократной периодической экстракции показана на рис. 14.42, а. В аппарат загружается исходный раствор F, содержащий распределяемое вещество концентрацией х_Fи к нему прибавляется порция растворителя Gконцентрацией Y_G. Обе жидкости перемешивают до установления равновесия. По окончании перемешивания жидкости расслаиваются в том же аппарате. После отстаивания сливают сначала нижний слой рафината Rконцентрацией Х_R, а затем — верхний слой экстракта Еконцентрацией Y_е